光速與黑洞這兩個關(guān)鍵詞，是吃瓜群眾比較關(guān)心的兩個有趣話題，但今天這兩個話題碰撞在了一起，黑洞大家都知道，連光都無法逃離，但相傳光子是沒有質(zhì)量的，我們知道萬有引力是需要質(zhì)量才能產(chǎn)生“引力”那么光子為什么還在黑洞周圍走彎路？甚至都會墜入黑洞，這是什么原因呢？
在距離地球大約18光年白矮星Stein 2051 B的遮蔽下，背景恒星發(fā)生非常細(xì)微的偏移，但這只是引力對光線的彎曲效果，并非恒星的位置發(fā)生了變化。
一、為什么黑洞連光速都無法逃離？
要理解這個問題其實并不難，因為說清楚原因并不需要黑洞，以地球為例即可搞明白這個道理。我們都知道要逃離地球有兩種方式：
1、找個梯子一直往上爬
2、物體環(huán)繞地球速度產(chǎn)生的離心力大于地球引力
前者是我們制造太空電梯的理由，這個方式不限制爬行速度，只要往上爬就可以爬到近地軌道上。
很可惜我們暫時還無法制造出在超長距離上不會被自身重量拉斷的超高強(qiáng)度材料，所以這個夢想還是留在我們未來的規(guī)劃上。
后者的原理則是到現(xiàn)在為止所有離開地球的人造飛行器所必須要經(jīng)歷的，這個速度是根據(jù)離心力與平衡的公式變換出來的
在這個第一宇宙速度計算方式中，有一個非常關(guān)鍵的參數(shù)是r，當(dāng)前是地球的半徑，當(dāng)這個半徑無限縮小到約9mm時，
第一宇宙速度v將會增加到299792458米/秒！
你沒有看錯，這個速度就是光速，而這個半徑r=9mm就是地球的史瓦希半徑，也就是地球質(zhì)量不變坍縮成黑洞的最大直徑，當(dāng)坍縮直徑越過9mm時地球?qū)o可避免的坍縮成黑洞。
此時在史瓦希半徑r=9mm的距離上，這個質(zhì)心的環(huán)繞速度就是光速，如果越過9mm的半徑，那么光速也無法對抗質(zhì)心的引力。
二、為什么沒有靜止質(zhì)量的光子也無法逃離黑洞？
當(dāng)然我們不能以第一宇宙速度并沒有要求物體的質(zhì)量大小為理由搪塞大家，因為這并不足以說服各位，咱還是從光子的動質(zhì)量來說明。
光子的能量E=hv
這是計算電磁波能量的公式，其中h為普朗克常數(shù)v為光子的頻率，不同波段的光子所攜帶的能量是不一樣的。
質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式：E＝mc2
因此單個光子的質(zhì)量為：m＝hv/C2
不用計算也知道，這個質(zhì)量極小！這個存在質(zhì)量的光子在引力場中行進(jìn)的路線是遵循萬有引力規(guī)則的。但不要認(rèn)為光子走彎路了，它走的依然是直線，只不過這個過程需要用廣義相對論來輔助理解。
廣義相對論認(rèn)為時空是不可分割的，而時空與引力之間的關(guān)系是：引力是時空的幾何
為什么將引力解釋為時空的幾何？因為在引力梯度空間內(nèi)，時間與空間都是受到中心引力影響的，我們從一張簡單的動圖中可以來直觀的感受一下。
請注意這些三維立體的格子表示的空間，而在格子的交叉點上則代表的是時間，越靠近質(zhì)量中心，這個格子就會越扭曲，而時間也會走得更慢。那么當(dāng)光子在通過這個扭曲的時空時會怎么運動呢？
當(dāng)光子通過這個彎曲的時空時，它走的依然是直線，但很無奈空間都是彎曲的，光子如果再堅持走“所謂的直線”，它走的將比彎曲空間內(nèi)的直線距離更遠(yuǎn)！這個簡單的道理可以從展開的世界地圖上的各種航線可以輔助理解（盡管兩者原理完全不一樣）。
在黑洞的視界內(nèi)，這個時空是極度扭曲的而又閉合的，也就是說這個空間的所有方向的指向都不再是黑洞“外部”，光子一旦進(jìn)入了這個時空，它就“迷路了”，光子會在這個時空內(nèi)最終落向奇點。而外在則表現(xiàn)在了黑洞的質(zhì)量增加上，盡管黑洞不可能靠吞噬光子而成長，但理論上黑洞吞噬了光子，它的質(zhì)量是會增加的。
